Principles of maker and DIY fabrication:Enabling design prototypes at low cost 制造商和DIY制造原则:以低成本实现设计原型

梁宁 21821021

1.文章来源

Design Studies

Volume 58, September 2018, Pages 63-88

 

2.论文作者

主要作者为来自新加坡科技设计与麻省理工学院国际设计中心的布拉德利坎伯恩(Bradley Camburn)和克里斯汀· 伍德(kristin L. Wood)。

3.论文关键词

prototypes;design practice;distributed design;case studies;social design

4.文章概述

       自己动手(DIY)制造是最终用户创造供个人使用而非商业生产的产品的做法,这种利用有限资源制造快速原型的方式可以推理、验证设计方案,也大大降低了创新的进入门槛。本文详细介绍了从DIY存储库Instructables.com中提取的五个DIY制造原则,这五个原则分别为:重新定位(repurpose),满意解决法(Satisfice),模板化(Stencil),标准化(Standardize)和分层化(Layer)。并提供了十个案例研究说明实施每个案例的方法,研究结果显示提出的五项原则与增强设计结果之间存在正相关关系。

       原型设计对于设计早期阶段的成功至关重要,现有方法提供了原型制作过程的高级规划,但仍有很多机会可以探索原型的制造,了解减少工作量和提供原型制造质量的方法将补充现有研究。那么,成功制作原型的主要技术是什么?这里,原型被定义为产品服务或系统的某些方面预生产功能表示,作者探索这个问题的一个途径是审查DIY设计存储库。这些存储库是独一无二的,它们提供给了可自由访问的开发过程文档。这项工作是在对开源数据库Instructables.com进行系统评估之后提取主要的制造方法。

5.文章总体框架

      文章第一部分介绍背景和现状。通过DIY运动的变化,探讨DIY运动为设计研究提供了哪些机会,介绍了当前DIY项目想开放共享的方向迭代演化,新兴的活动变化发展使得此项定向研究有很大的价值。

      紧接着介绍了本次研究活动使用到的数据库Instructables.com 。原型制作原理是从Instructables.com 数据库中的项目中提取的。该数据库最初由麻省理工学院媒体实验室和Squid实验室开发。

        第二部分介绍设计原则识别和表征。首先介绍了在整个研究过程中,有两个主要的评估阶段。在第一部分中,为五个原则中的每一个选择了五个条目。二十五位评估者评估每篇文章。对于这些条目,通过发布每个示例的所有五个主要变量调查来引入控制。

        第三部分是结合制造商制造原则案例分别介绍了DIY设计五项原则。

        第四部分为验证DIY设计原则,采用从对照实验中提取的初步数据来评估原理在设计中的使用。

        第五部分为讨论,这项研究工作的的总结、限制以及在未来的研究工作的方向。

6.文章内容分享

原则1:重新定位

       重新定位商业产品,以减少实现功能所需的工作量和成本。重新定位的概念至关重要,它允许设计师从降低成本数学的成本中受益。也就是说,如果设计人员能够识别功能块以满足商业产品中已经存在的设计的主要要求,那么这些产品的销售成本可能远低于定制构建。

原则2:满意解决法

       通过采用最低可行性方法,满足组件质量以减少材料和组件的费用。从概念到功能原型的工作通常需要多次迭代。设计师无法准确预测使用环境和失效模式。为了降低不必要的过度工程的成本风险,DIY方法是从最低成本的材料和最简单的生产方法开始。通常,只有当组件发生故障时,DIY从业者才能升级到更高成本,更高质量的组件或添加新功能。通过这种方式,可以通过低成本的概念验证途径实现进化原型设计。

原则3:模板化

       模板制造模式可以管理复杂性并提高低成本制造的准确性。该原理意味着使用设计的任何表示来管理制造复杂性。在选定的条目中,草图,模板,CAD模型和原理图经常用于计划或直接帮助制作。

原则4:标准化

       标准化制造工艺以提高制造效率。重复是降低制造成本的一种手段。任何机器或工具集的启动过程都不为零。通过一种方法生产多个零件有可能降低总体成本。最初通过列出条目中每个定制组件的制造方法来验证该原理。

原则5:分层化

       几个世纪以来,设计师平衡了拉伸和压缩,形成了刚性结构。张整体是一种可以沿着不同的运动轴同时保形和刚性的结构,它们还可以用作改善强度重量比的结构机制。可以采用结构设计策略(如格子和张力)来增强人工制品的强度。该原理与低成本材料(例如纸,纸板,塑料)的应用协调一致,因为这些材料通常易于切割和改造。

7.文章的核心价值

       这项工作的目标是确定DIY数据库中是否有可操作的原则,本研究探讨了设计原型设计与DIY产品构建之间的类比。当设计师开发新产品时,他们会与DIY社区分享一些共同点。也就是说,他们需要学习他们想要构建的东西的操作原理,并寻求用有限的资源开发它的方法。通过这种方式,可以通过低成本的概念验证途径实现进化原型设计。

        设计师一次又一次地停止项目等待自定义零件从供应商或制造商那里等待3到4周,最终可能落后于能够识别附近资源的设计师,该资源可以提供相同的功能并获得它几小时甚至几分钟。

8.文章的不足之处

         此次研究采用的研究方法是测试数据库中重复使用的原理。这种方法的一个好处是大大降低了 “误报”的风险或确定了不可推测原则,但这种方法不允许识别仅存在于极少数情况下(即异常值)对设计产生积极影响的方法。最后,作者将鼓励社区进行复制试验,以评估对这些原则的接触是否与增加的应用成功相关,以及哪种表现形式更有效地实现了这一目标。

9.启示

研究方法

      本研究从对照实验中提取的初步数据来评估原理在设计中的使用,采用的研究方法是测试数据库中重复使用的原理。项研究发生在两个设计课程项目中,这些项目在随后的两年内进行,因此没有重复的参与者。参与者花了一周的时间来集中设计和构建原型。控制工作在实验课程开始和结束之前,以确保没有巧合的知识在组之间传递。对于对照组,采用传统的阶段门原型方法。在实验组中,通过演示和示例介绍了原理。实验课程的参与者还在原型制作工作后通过调查提供自我评估。

      启示我们在开展研究时要有明确的研究方法,实验时设置对照组要控制好变量,尽量排除影响结果的潜在因素。同时要对实验组的参与者进行自我评估的调查,评估实验的感知效用。对调查结果进行效用分析,提高精确度和结构分层。

-研究机会

      因为实验室项目的原因在进行STEAM教育方面的学习和研究,STEAM代表科学(Science),技术(Technology),工程(Engineering),艺术(Arts),数学(Mathematics)。STEAM教育就是集科学,技术,工程,艺术,数学多学科融合的综合教育。目前在探索如何结合STEAM的教育形式将设计思维应用到基础教育的教学中。其中Do-it-Yourself (DIY)Design就是就是设计实践重要的一环,快速原型的迭代也是思考过程的迭代。这种制造的原则可以做为非设计和制造领域的学生提供为开新的思路,从利用各种原材料进行的立体成型加工(设计)到软件的学习、电子制作、无线通信、机械设计等工程领域,涵盖了集信息与物质于一体的制造概论的学习提供有效支架。

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